Telescópio Espacial Hubble: O Olho de $11,3 Bilhões Que Continua Olhando Mais Profundo

Telescópio Espacial Hubble: O Olho de $11,3 Bilhões Que Continua Olhando Mais Profundo

A conta corrente de Hubble agora fica em torno de $11,3 bilhões em dólares de 2015, uma vez que cada viagem de manutenção é contabilizada, o que o torna a missão científica mais cara que a NASA já enviou. Esse preço comprou décadas de trabalho: o observatório ultrapassou 30 anos em órbita em abril de 2020, e os engenheiros agora esperam que ele continue funcionando nos anos 2030 ou até nos anos 2040.

Nada disso foi garantido. Hubble saiu da Terra com um defeito de fabricação que quase a destruiu, e só sobreviveu porque seu projeto permitia que os astronautas entrassem e a reconstruíssem em órbita, mais de uma vez. O que se segue é a história de como um espelho defeituoso se tornou um dos instrumentos científicos mais produtivos já construídos.

Um Telescópio Nomeado em Honra a um Homem Que Reescreveu o Cosmos

O observatório nem sempre levava o nome de Edwin Hubble. Foi apenas em 1983 que os funcionários o adicionaram, honrando o astrônomo que havia mostrado que o próprio universo está se expandindo para fora, construindo sobre o trabalho estabelecido por Georges Lemaitre. Nomear um telescópio em honra à pessoa que provou que o cosmos continua se expandindo se mostrou apropriado, já que o instrumento continuaria refinando essa mesma medição por mais quatro décadas.

Colocar o hardware no espaço levou mais tempo do que o planejado. O ônibus espacial Discovery finalmente o carregou em 24 de abril de 1990, voando como missão STS-31, após anos de atrasos após o encerramento da frota de ônibus espaciais. Uma vez atingida a órbita, a missão ainda precisava provar que a máquina funcionava conforme projetado.

Um Defeito de Fabricação Que Ninguém Capturou a Tempo

Essa prova não chegou imediatamente. Os engenheiros havia polido o espelho primário de Hubble até uma suavidade de aproximadamente 10 nanômetros, um nível de precisão quase inacreditável, mas haviam perdido algo maior: a borda desse mesmo espelho era cerca de 2200 nanômetros muito plana. Um defeito medido em frações de um fio de cabelo humano era suficiente para desfocar cada imagem que o telescópio enviava para casa.

Reparar um espelho já em órbita ao redor do planeta nunca foi parte do plano original, mas a espaçonave foi construída desde o início pensando em futuras equipes de reparo. Essa única decisão de design é o que transformou uma falha vergonhosa em uma falha reparável.

Astronautas Reconstruem um Observatório em Órbita

Astronaut Kathryn Thornton working on Hubble during a servicing mission spacewalk
Astronaut Kathryn Thornton works on the Hubble Space Telescope during a servicing mission spacewalk. NASA Hubble Space Telescope, Public domain, via Wikimedia Commons

Entre dezembro de 1993 e maio de 2009, a NASA enviou cinco equipes separadas para trabalhar em Hubble, cada uma viajando em um ônibus espacial. A primeira dessas visitas trocou o fotômetro de alta velocidade por um pacote de correção chamado COSTAR, e substituiu a câmera original por uma câmera de campo amplo e planetária 2 melhorada que compensava o espelho curvado internamente. De repente, o telescópio poderia ver o que sempre deveria ter visto.

A última chamada de manutenção, realizada pelo Atlantis em 2009, se mostrou um marco por direito próprio: foi o 30º voo do ônibus no geral, e notavelmente sua primeira viagem em mais de 14 anos que não ia para uma estação espacial. Foi também a única vez que o Atlantis visitou Hubble — Discovery já havia realizado dois serviços, enquanto Columbia e Endeavour havia cada uma tido um.

Um Selo Postal de Céu, Embalado Com Galáxias

No final de 1995, ao longo de dez noites consecutivas entre 18 e 28 de dezembro, Hubble olhou fixamente para um pequeno trecho de céu aparentemente vazio e combinou 342 exposições separadas em uma única imagem. A região alvo se estendia apenas cerca de 2,6 minutos de arco, um ângulo tão pequeno que é comparável a segurar uma bola de tênis a 100 metros de distância e tentar julgar sua largura.

Quase nada nessa mancha se mostrou vazio. A imagem resultante, conhecida como Hubble Deep Field, mostrou que mesmo os cantos mais aparentemente vazios do céu estão repletos de galáxias distantes assim que você olha tempo suficiente e coleta luz suficiente.

Mais Profundo e Mais Profundo no Passado

The Hubble Extreme Deep Field showing thousands of distant galaxies
The Hubble Extreme Deep Field, built from years of exposures pointed at the same patch of sky. NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; , Public domain, via Wikimedia Commons

O Deep Field era apenas uma primeira tentativa. Uma exposição posterior mais longa chamada Hubble Ultra-Deep Field manteve o título de imagem astronômica de luz visível mais sensível já produzida, um recorde que manteve até que o Hubble eXtreme Deep Field assumisse em 2012. Cada imagem sucessiva empurrava o alcance do telescópio mais para trás no tempo cósmico, espremendo mais luz coletada do mesmo trecho de escuridão.

O Ultra-Deep Field em si alvo um pequeno trecho da constelação do sul Fornax, e os pesquisadores contam aproximadamente 10.000 galáxias embaladas naquele único quadro. O Extreme Deep Field foi ainda mais longe, capturando galáxias como apareciam 13,2 bilhões de anos atrás — uma delas, acreditam os pesquisadores, já tinha se formado apenas 450 milhões de anos após o Big Bang.

O Astrônomo para o qual o Telescópio é Nomeado

Edwin Hubble nasceu em 20 de novembro de 1889 e morreu em 28 de setembro de 1953, décadas antes que qualquer espaçonave levasse seu nome para o espaço. Sua descoberta mais consequente chegou em 1929, quando confirmou que as galáxias mais distantes da Terra estão recuando mais rapidamente do que as próximas — um padrão que o campo agora chama de lei de Hubble, embora Lemaitre tivesse apresentado a mesma ideia dois anos antes dele.

Creditar um cientista com uma lei que outro havia proposto anteriormente é um hábito antigo na astronomia, e diz algo sobre como colaborativa — e às vezes desordenada — pode ser a história por trás de uma descoberta "nomeada".

Um Arquivo Que Continua Crescendo

O próprio módulo de instrumentos de Hubble percorreu hardware ao longo das décadas, mas sua produção continua se acumulando: o arquivo agora contém bem mais de 3 milhões de exposições, coletadas entre 10 instrumentos científicos diferentes que voaram na espaçonave em vários pontos. Apesar de observatórios mais novos lançados desde então, permanece o telescópio líder que funciona em luz ultravioleta e visível da órbita.

Essa combinação de longevidade e volume é por que Hubble continua gerando novas descobertas três décadas depois. Cada ano adicional de operação acrescenta a um conjunto de dados que poucos outros instrumentos podem igualar, tornando o tempo de observação de rotina em um recurso científico em crescimento.

Fontes